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第1篇 基础篇 3

1 绪论 3

1.1 结构试验的目的 4

1.2 结构试验的分类 4

1.2.1 实物（真型）试验与模型试验 5

1.2.2 结构静力试验和结构动力试验 5

1.2.3 短期荷载试验和长期荷载试验 6

1.2.4 实验室试验和现场试验 7

1.2.5 结构非破损检测 7

1.3 结构试验技术的发展 7

1.3.1 先进的大型和超大型试验装备 7

1.3.2 基于网络的远程协同结构试验技术 8

1.3.3 现代测试技术 8

1.3.4 计算机与结构试验 8

1.4 结构试验课程的特点 8

2 加载与量测设备的使用方法和技术 10

2.1 常用的试验装置和加载方法 10

2.1.1 静力加载设备及加载方法 10

2.1.2 动力加载设备及加载方法 13

2.1.3 荷载支承设备、试验台座 17

2.2 试验测量仪器 23

2.2.1 变形测量仪器 24

2.2.2 裂缝测量仪表 25

2.2.3 力测量仪表 26

2.3 应变测试技术 27

2.3.1 电阻应变片的工作原理 27

2.3.2 电阻应变仪的测量原理 28

2.3.3 电阻应变测试中的温度补偿 29

2.3.4 电阻应变片和电阻应变仪的构造和种类 30

2.3.5 电阻应变片的安装及测试技术要点 31

2.4 数据采集与记录系统 32

2.4.1 自动记录仪 32

2.4.2 数据采集系统 34

3 工程结构试验设计 37

3.1 结构试验中试件、荷载和量测设计的内容及关系 37

3.1.1 结构试验的试件设计 38

3.1.2 结构试验的荷载设计 44

3.1.3 结构试验的量测设计 47

3.2 材料力学性能对结构试验的影响、加荷速度与应变速率对材料力学性能的影响 50

3.2.1 材料力学性能对结构试验的影响 50

3.2.2 加荷速度与应变速率对材料力学性能的影响 51

3.3 相似理论及其应用 52

3.3.1 概述 52

3.3.2 相似理论 53

3.3.3 结构模型设计 61

3.3.4 模型的材料、制作与试验 67

4 试验数据的处理与分析 71

4.1 概述 71

4.2 测量中的误差 71

4.2.1 系统误差 71

4.2.2 偶然误差 72

4.2.3 过失误差 72

4.3 数据的整理依据及误差的检验 72

4.3.1 偶然误差的分布 72

4.3.2 误差的传递 73

4.3.3 误差的检验 74

4.4 一元线性回归 76

4.4.1 最小二乘法 76

4.4.2 直线回归方程的有效性 77

4.4.3 直线回归方程的精度 78

4.5 试验数据的表达方法 79

4.5.1 表格方式 79

4.5.2 图形方式 80

4.5.3 用曲线拟合的方式表达数据 83

第2篇 应用篇 89

5 工程结构静载试验 89

5.1 概述 89

5.2 试验前的准备工作 89

5.2.1 调查研究，收集资料 89

5.2.2 制订试验大纲 90

5.2.3 试件准备 91

5.2.4 材料物理、力学性能测定 91

5.2.5 试验设备与试验场地的准备 92

5.2.6 试件安装就位 92

5.2.7 加载设备和量测仪器的安装 92

5.2.8 试验控制特征值的计算 92

5.3 基本构件的单调加载静载试验 92

5.3.1 受弯构件的试验 92

5.3.2 受压构件的试验 97

5.4 组合构件的单调加载静载试验 99

5.4.1 屋架试验 99

5.4.2 薄壳和网架结构试验 103

5.5 试验资料整理与分析 107

5.5.1 试验原始资料的整理 107

5.5.2 试验结果的表达 107

5.5.3 应变测量结果分析 109

5.5.4 挠度测量结果计算 113

5.5.5 结构性能评定 114

6 工程结构动载试验 117

6.1 概述 117

6.2 数字信号处理 118

6.2.1 数字信号处理技术简介 118

6.2.2 数字信号处理技术在结构动载试验中的应用 118

6.2.3 周期信号的幅值谱、相位谱、功率谱 119

6.2.4 信号A/D、D/A转换 119

6.2.5 采样定理 120

6.2.6 窗函数 121

6.2.7 快速傅立叶变换（FFT） 121

6.2.8 数字信号处理系统的组成 121

6.3 结构动力测试的主要内容及测量方法和手段 122

6.3.1 动力荷载特性的测试 122

6.3.2 结构自振特性的测定 124

6.3.3 结构动力反应的测定 127

6.3.4 结构疲劳试验 129

6.4 试验资料处理 132

6.4.1 谐量分析 132

6.4.2 工程结构自振特性的数据处理方法 134

6.4.3 相关分析与频谱分析 138

7 工程结构抗震试验 143

7.1 低周反复加载试验 143

7.1.1 加载制度 143

7.1.2 试验加载设计 145

7.1.3 试验的观测设计 149

7.1.4 试验的数据整理 152

7.2 拟动力试验 155

7.2.1 试验的工作原理 155

7.2.2 试验的工作流程 155

7.2.3 试验设备 157

7.3 模拟地震振动台动力试验 158

7.3.1 模拟地震振动台 158

7.3.2 试验的加载过程和试验方法 159

7.3.3 试验的观测和动态反应量测 159

7.3.4 试验的安全措施 160

7.4 人工地震模拟试验 160

7.4.1 爆破方法 160

7.4.2 试验的动力反应问题 161

7.4.3 试验的量测技术 162

7.5 天然地震试验 162

第3篇 拓展篇 167

8 建筑工程结构的现场检测与试验 167

8.1 概述 167

8.1.1 检测方案的基本内容 167

8.1.2 检测方法和抽样方案 167

8.2 混凝土结构现场检测技术 168

8.2.1 材料性能 168

8.2.2 混凝土强度 168

8.2.3 混凝土构件质量与缺陷 174

8.2.4 混凝土结构构件的变形与损伤 179

8.2.5 构件性能实荷检验与结构动测 180

8.3 砌体结构的现场检测技术 181

8.3.1 砌体结构检测的工作程序及准备 181

8.3.2 砌体强度 182

8.3.3 砌筑质量与构造 188

8.3.4 变形与损伤 188

8.3.5 砌体结构裂缝分级标准 189

8.4 钢结构现场检测技术 190

8.4.1 一般要求 190

8.4.2 钢材强度检测 191

8.4.3 钢材和焊缝缺陷检测 192

8.4.4 钢结构防火涂层厚度的检测 194

8.5 结构现场荷载试验 195

8.5.1 结构现场静载试验的荷载 195

8.5.2 结构现场静载试验的观测内容和方法 196

8.5.3 钢结构性能的静力荷载检验 197

8.5.4 结构现场静载试验的组织和实施 198

9 桥梁工程结构的现场检测与试验 199

9.1 概述 199

9.2 桥梁现场试验的准备工作 199

9.2.1 资料收集 199

9.2.2 试验方案的拟订 200

9.2.3 仪器准备 202

9.3 桥梁现场荷载试验 202

9.3.1 现场准备 202

9.3.2 现场荷载试验 204

9.3.3 桥梁结构构件试验 206

9.3.4 试验数据整理 212

9.4 桥梁结构实际承载能力的评定 215

9.4.1 桥梁实际工作模型的建立 216

9.4.2 静载试验数据整理与分析 217

9.4.3 动载试验数据分析与评定 220

9.4.4 动力特性试验数据分析与评定 221

9.5 桥梁健康监测 221

9.6 桥梁现场试验实例 224

9.6.1 静载试验实例 224

9.6.2 动载试验实例 234

10 隧道工程结构的现场检测与试验 237

10.1 隧道检测内容的分类 237

10.1.1 材料检测 237

10.1.2 施工检测 237

10.1.3 环境检测 238

10.2 开挖施工质量检测 238

10.2.1 开挖质量标准 238

10.2.2 爆破开挖质量要求 239

10.2.3 超、欠挖量测定 239

10.3 钢支撑施工质量检测 242

10.3.1 钢支撑的形式 242

10.3.2 施工质量检测 243

10.4 喷锚支护施工质量检测 243

10.4.1 锚杆施工质量检测 243

10.4.2 锚杆拉拔力测试 244

10.4.3 砂浆锚杆砂浆注满度检测 245

10.4.4 喷射混凝土质量检测 246

10.4.5 初期支护背部空洞检测 249

10.4.6 二次衬砌厚度质量检测 250

10.5 隧道施工监控量测 252

10.5.1 概述 252

10.5.2 围岩收敛位移监测 253

10.5.3 围岩内部位移量测 255

10.5.4 锚杆轴力量测 258

10.5.5 压力量测 259

10.5.6 混凝土应力量测 260

10.6 检测实例 262

10.6.1 工程概况 262

10.6.2 地质条件 262

10.6.3 支护结构设计 263

10.6.4 施工监测 263

第4篇 实践篇 271

11 电阻应变片灵敏系数的测定 271

11.1 电阻应变片的粘贴工艺 271

11.2 应变片（计）的工作特性等级 271

11.3 常用黏结剂和防潮剂 274

11.4 电阻应变片灵敏系数测定试验 276

12 回弹法检测混凝土的抗压强度 278

12.1 试验目的 278

12.2 试验设备及仪表 278

12.3 试验方法 278

12.4 结构数据整理与报告 279

13 钢筋混凝土简支梁正截面承载力试验 287

13.1 试验目的 287

13.2 试验设备和仪器 287

13.3 试验方案 287

13.4 试验步骤 289

13.5 试验结果的整理、分析和试验报告 289

14 预制钢筋混凝土空心板鉴定试验 291

14.1 试验目的 291

14.2 试验设备 291

14.3 试验方法 291

14.4 试验步骤 292

14.5 试验结果的整理和分析 293

14.6 试验报告 295

15 简支钢桁架非破损试验 297

15.1 试验目的 297

15.2 试验设备和仪器 297

15.3 试验方案 297

15.4 试验步骤 298

15.5 试验结果的整理、分析和试验报告 298

16 钢筋混凝土短柱破坏试验 301

16.1 试验目的 301

16.2 试验设备及仪器 301

16.3 试验方案 302

16.4 试验报告 303

17 钢筋混凝土简支梁动力特性测试 304

17.1 试验目的 304

17.2 试验设备和仪器 304

17.3 测试方案 304

17.4 测试报告 305

参考文献 307